半导体行业2030前瞻分析：国产替代和后摩尔时代机会分析.docx

半导体行业2030前瞻分析：国产替代和后摩尔时代机会分析一、半导体过去10年:全球产业格局深刻变化，国产化大潮涌动十年全球行业规模增长近五成，费城半导体指数大涨7倍为投资黄金十年2011-2020年半导体行业经历多轮周期，费城半导体指数大幅上涨近7倍。从全球半导体销售额增长率来看，近十年经历了三次上行周期：2013-2014年4G手机普及带动半导体需求上升；2016-2017年智能手机以及数据中心需求的快速增长带动存储颗粒需求快速提升；2020年5G手机兴起以及新冠肺炎疫情蔓延意外带动居家办公、居家娱乐的“宅经济”促进了PC、平板、电视等消费电子需求对各类半导体需求反弹。而1H18年至2020年期间中美贸易摩擦逐步加剧则导致全球半导体行业过去十年最大幅度衰退。根据WSTS数据，全球半导体销售额从2011年2995.2亿美元增长47%至2020年4403.9亿美元，同期费城半导体指数从415.05上涨7倍至2895.5，过去十年成为投资全球半导体的黄金十年。中美作为全球最大两个半导体市场地位有望继续巩固。自2014年SIA和WSTS披露中国半导体销售额以来，中国在全球半导体销售额占比从2014年27.3%提高至2020年34.4%，在2019年曾达到35.1%，全球最大半导体市场地位持续巩固。在过去十年，其他市场呈现分化，2011年至2020年，美洲市场销售额占比从18.4%提升至21.7%，欧洲和日本分别从14.4%、12.5%下降至8.3%、8.5%。我们认为，作为全球智能手机产业链核心的中国以及引领智能手机核心芯片（核心SoC、射频芯片等）技术创新的美国在过去十年充分受益。我们认为，中美有望继续成为5G、新能源汽车、大数据、AIoT等新兴产业创新中心，预计中美半导体市场地位仍将巩固。手机智能化需求引领半导体十年发展。2010年，iPhone4上市启了手机智能化进程，手机智能化带动半导体需求快速增长，根据IDC数据，应用于无线通讯的半导体销售额从2011年752.3亿美元增长至2020年1328.8亿美元，占比从23.3%提升至30.1%，并于2018年随着存储芯片涨价到达顶峰的1440.02亿美元。根据IDC数据，全球智能手机出货量自2016年到达出货量顶峰后（14.73亿台）逐年下降，但包括性能提升、5G、多摄、高清高刷新率显示等智能手机创新持续推动单机芯片用量和价值提升。产业链垂直分工深化，“Foundry+Fabless”模式大获成功从商业模式上来看，“代工+设计”模式在过去十年逐渐走向成功，在非Memory领域逐渐战胜IDM模式。从增长率来看，根据Omdia和ICInsights数据，过去十年间除去2016-2018年由于存储器价格上涨带动存储芯片IDM大厂营收大幅增长时期，芯片设计和芯片代工市场规模增速均高于IDM。从全球半导体公司排名来看，根据ICInsights数据，前十五名半导体公司中设计公司数量从2011年3家增长至2020年6家，而非存储芯片IDM公司数量从7家减少至4家，产业链垂直分工不断深化。设计：Fabless公司大洗牌，智能手机芯片公司发展迅速，巨头并购潮起布局未来手机智能化带动了手机SoC、基带、通讯、显示驱动等芯片等需求成长，智能手机fabless公司成为过去10年的大赢家。根据ICInsights数据，2020年全球前十大fabless中第一名高通、第四名联发科、第五名苹果以及1H20上榜的海思皆为智能手机SoC供应商，第二名博通、第八名美满主业涉及通讯连接芯片产品，联咏则为全球手机显示广泛使用的TDDI龙头公司。过去十年巨额并购重塑市场格局，巨头争相布局未来。根据ThomsonReuters和我们统计，2011年至2021年间全球完成20宗交易金额超过30亿美元涉及fabless的并购，其中安华高以310亿美元收购博通，继而重组新博通的交易金额最高，而英伟达以400亿美元收购ARM以及AMD以370亿美元收购赛灵思交易仍在进行。这些巨额交易中不乏芯片巨头对未来市场布局的战略收购，例如英特尔和AMD分别收购FPGA大厂Altera和赛灵思以图加强其数据中心芯片性能、英伟达收购ARM意图补全AI算力竞争中CPU短板、英特尔收购Mobileye布局自动驾驶领域等。制造：台积电、三星接棒英特尔引领摩尔定律突进十年台积电先进制程超过英特尔，成为摩尔定律的引领者。过去十年，从先进逻辑制程技术来看，台积电及三星LSI已经实现了对上一代领导者英特尔的赶超，成为摩尔定律的引领者，台积电更是成为过去十年智能手机大周期最大收益者之一，并通过承接AMD、Intel、苹果M系列处理器继续在电脑处理器领域提升市场地位。据台积电数据，其凭借FinFET从28nm演进至5nm，性能提升2.7倍，同性能功耗降低为1/27